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面向多类型土壤有机碳定量反演的天基高光谱探测参数研究
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作者 李泽鑫 高爽 +2 位作者 王昌昆 刘国华 胡登辉 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期639-645,共7页
星载高光谱仪器的光谱通道以及光谱分辨率和信噪比等核心参数设置直接影响土壤有机碳定量反演精度。本研究开展了卫星载荷光谱分辨率、信噪比、光谱特征波段对不同土壤类型有机碳反演影响的研究,提出了基于大气传输模型、光谱分辨率分... 星载高光谱仪器的光谱通道以及光谱分辨率和信噪比等核心参数设置直接影响土壤有机碳定量反演精度。本研究开展了卫星载荷光谱分辨率、信噪比、光谱特征波段对不同土壤类型有机碳反演影响的研究,提出了基于大气传输模型、光谱分辨率分析模型、信噪比分析模型、特征波段的提取分析模型以及偏最小二乘回归反演模型的面向不同土壤类型有机碳监测的高光谱卫星“地面-大气-仪器-观测-反演”全链路仿真分析方法,实现了土壤类型、大气效应、仪器特性参数、反演方法的耦合影响分析。结果表明:①3种类型土壤有机碳反演的最佳光谱分辨率均在10~20 nm。②不同土壤类型对观测的信噪比需求不同。对于Phaeozem的有机碳监测,较另外两种土壤有更高的信噪比需求。③在不同特征波段提取分析方法下所需的最佳光谱分辨率和信噪比一致。不同类型土壤光谱数据提取出的特征波段不同,其中反演效果最佳的土壤类型为Chernozem,特征波段数为26个,R^(2)=0.8265,RMSE=3.4389 g/kg。④反演模型与仪器特性参数无耦合关系,同一类型土壤不同反演算法的最佳光谱分辨率和信噪比需求一致。⑤Chernozem有机碳最佳反演参数需求为光谱分辨率15 nm,信噪比大于506.66,特征波段提取数为26个;Kastanozem有机碳最佳反演参数需求为光谱分辨率17 nm,信噪比大于331.42,特征波段提取数为22个;Phaeozem有机碳最佳反演参数需求为光谱分辨率15 nm,信噪比大于432.51,特征波段提取数为19个。 展开更多
关键词 天基高光谱探测 土壤有机碳监测 大气传输模型 光谱分辨率 信噪比 特征波段提取 基于变量优选法
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高光谱探测绿色涂料伪装的光谱成像研究 被引量:23
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作者 刘志明 胡碧茹 +1 位作者 吴文健 张勇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期885-890,共6页
基于现有伪装涂料与植被反射光谱的本质差异,提出一种可有效识别当前所有绿色伪装涂料的高光谱成像方法.通过分析绿色伪装涂料与被子植物叶片的反射光谱及其一阶微分谱的差异,确定了星载和机载高光谱遥感探测中,可见光波段的绿色反射峰... 基于现有伪装涂料与植被反射光谱的本质差异,提出一种可有效识别当前所有绿色伪装涂料的高光谱成像方法.通过分析绿色伪装涂料与被子植物叶片的反射光谱及其一阶微分谱的差异,确定了星载和机载高光谱遥感探测中,可见光波段的绿色反射峰和780~1300nm的"近红外高原"波段反射率的波动性是识别绿色伪装涂料的有效光谱特征.对"近红外高原"波段的反射光谱进行成像是高光谱探测实现伪装目标可视识别的可行方法,尤其是对反射光谱一阶微分处理后进行成像可更加有效地识别植被环境中的绿色伪装涂料. 展开更多
关键词 光谱 高光谱探测 伪装 光谱成像
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红外高光谱探测CO_2柱总量的敏感性分析 被引量:1
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作者 徐菲菲 胡勇 +3 位作者 尹球 巩彩兰 祝令亚 赫华颖 《大气与环境光学学报》 CAS 2013年第6期440-447,共8页
利用辐射传输模型MODTRAN5模拟计算了红外高光谱仪在光谱分辨率、光谱定标精度、地面反射率、大气廓线以及辐射分辨率对CO_2气体含量探测敏感性的影响,同时定义探测辐亮度随气体含量改变的变化量指标S值,并对探测灵敏度、光谱分辨率和... 利用辐射传输模型MODTRAN5模拟计算了红外高光谱仪在光谱分辨率、光谱定标精度、地面反射率、大气廓线以及辐射分辨率对CO_2气体含量探测敏感性的影响,同时定义探测辐亮度随气体含量改变的变化量指标S值,并对探测灵敏度、光谱分辨率和信噪比SNR的关系进行了综合分析。为我国红外高光谱大气探测仪的设计以及高光谱大气成分反演研究的开展提供重要的科学依据。对CO_2柱总量反演通道的选择和实现CO_2气体探测敏感参数分析具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 辐射传输模型 MODTRAN5 高光谱探测 探测灵敏度 CO_2
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风云三号红外高光谱探测仪的光谱定标 被引量:17
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作者 漆成莉 周方 +2 位作者 吴春强 胡秀清 顾明剑 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期747-755,共9页
风云三号D星(FY-3D)于2017年11月15日成功发射,是我国第二代极轨气象卫星,其上搭载了红外高光谱大气探测仪(HIRAS),实现了地气系统的高光谱分辨率红外高精度观测,由于光谱频率的精确性会直接影响辐射精度,红外干涉仪器必须进行逐通道的... 风云三号D星(FY-3D)于2017年11月15日成功发射,是我国第二代极轨气象卫星,其上搭载了红外高光谱大气探测仪(HIRAS),实现了地气系统的高光谱分辨率红外高精度观测,由于光谱频率的精确性会直接影响辐射精度,红外干涉仪器必须进行逐通道的光谱定标。首先对干涉图数据进行傅里叶变换获得粗定标结果,再基于仪器参数计算仪器线型函数,进行光谱精校正,开发了风云三号D星HIRAS的光谱定标技术,并用发射前和在轨数据进行了精度验证。光谱定标方法能有效订正由于仪器离轴探元设计引起的光谱位置偏差,基于地面单色激光测量数据验证,长波4个探元20×10^(-6)左右的偏差可订正到0.5×10^(-6)(1和2探元)和7×10^(-6)(3和4探元)以内;中波1四个探元50×10^(-6)左右的偏差可分别订正到6×10^(-6)(1和3探元)、8×10^(-6)(2探元)和13×10^(-6)(4探元)以内;基于在轨数据验证三个波段光谱订正后光谱精度偏差和标准差均可达到5×10^(-6)以内。三个波段光谱定标结果均满足卫星使用技术指标10×10^(-6)的要求,有效保证了辐射精度评估和后端遥感产品开发应用的要求。 展开更多
关键词 光谱定标 红外光谱大气探测 离轴效应 LBLRTM
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基于红外高光谱探测器的大气CO2反演通道选择
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作者 李璐含 束炯 +2 位作者 尹球 张雷 刘延安 《华东师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期186-198,共13页
红外高光谱探测器(HIRAS)搭载于2017年11月15日发射的FY-3D卫星上,其探测范围覆盖15μm及4.3μm波段的CO2强吸收带,可用于反演CO2大气柱浓度,且可以与其他温室气体传感器数据比较印证,有助于组成全球CO2的监测星座.选择对CO2变化敏感而... 红外高光谱探测器(HIRAS)搭载于2017年11月15日发射的FY-3D卫星上,其探测范围覆盖15μm及4.3μm波段的CO2强吸收带,可用于反演CO2大气柱浓度,且可以与其他温室气体传感器数据比较印证,有助于组成全球CO2的监测星座.选择对CO2变化敏感而受其他参数干扰最小的波段,是卫星走向实用阶段前最重要的研究任务之一.本研究首先取HIRAS光谱分辨率较高的15μm波段作为研究对象,利用逐线积分辐射传输模式,模拟了5种标准大气模式下卫星接收的大气出射辐射,分析了CO2与H2O、O3、地表温度和地表发射率等其他影响参数的敏感性;然后基于最优敏感性廓线选择的方法,以信噪比、CO2的响应和雅克比廓线为依据,选出了不同地区、不同季节背景下5组通道,并讨论了不同大气层结下通道特征的差异;最后假设在不同的仪器噪声下进行选择试验,指出了仪器噪声越低,越有助于选出CO2敏感高度在平流层的通道.通道选择的结果及特性亦可为未来同类仪器的设计提供参考. 展开更多
关键词 CO2敏感性 红外高光谱探测 通道选择 风云三号
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星载高光谱分辨率激光雷达的高光谱探测分光比优化分析 被引量:6
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作者 董俊发 刘继桥 +3 位作者 朱小磊(指导) 毕德仓 竹孝鹏 陈卫标 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第S2期7-12,共6页
高光谱分辨率激光雷达具有分离大气分子散射和气溶胶散射的固有特性,无需假设激光雷达比即可反演气溶胶后向散射系数和消光系数。但由于全球大气气溶胶分布不均匀,造成分子信号接收的高光谱探测通道与参考通道的回波信号信噪比变化大,... 高光谱分辨率激光雷达具有分离大气分子散射和气溶胶散射的固有特性,无需假设激光雷达比即可反演气溶胶后向散射系数和消光系数。但由于全球大气气溶胶分布不均匀,造成分子信号接收的高光谱探测通道与参考通道的回波信号信噪比变化大,最终导致反演误差变大。因此必须考虑两通道的接收能量优化分配以减少反演误差。基于回波信号与气溶胶的分布相关机理,将全球气溶胶分布分为三种类型,分析并比较分子通道与平行参考通道的信噪比和反演误差随分光比变化,得到了各大气模式下优化的分光比。 展开更多
关键词 激光雷达 光谱分辨探测 气溶胶后向散射系数 误差优化
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面向同化应用的红外高光谱探测资料局地综合通道选择方案及在FY-3D/HIRAS中的初步应用 被引量:2
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作者 樊浩 王伟 +1 位作者 王金成 韩威 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期715-730,共16页
通道选择是红外高光谱探测资料同化的关键技术。为了最大限度提取红外高光谱探测资料观测信息,减少模式在青藏高原等常规观测稀少地区的初始场的误差,不同区域需要选取不同通道进行同化。基于信号自由度的通道选择方法提出一种面向资料... 通道选择是红外高光谱探测资料同化的关键技术。为了最大限度提取红外高光谱探测资料观测信息,减少模式在青藏高原等常规观测稀少地区的初始场的误差,不同区域需要选取不同通道进行同化。基于信号自由度的通道选择方法提出一种面向资料同化的红外高光谱资料的局地综合通道选择方案,该方案综合考虑了局地的大气温度垂直分布特征、背景误差协方差、仪器通道的雅克比函数、权重函数和其他影响红外高光谱模拟和同化的因素。针对CMA_GFS(原GRAPES_GFS)全球背景误差协方差,在高原和海洋两个典型区域对FY-3D/HIRAS红外高光谱资料的温度通道进行局地综合通道选择,并通过一维变分同化评估了局地综合通道选择方案对分析场的影响。结果表明,高原和海洋两个典型区域的大气温度垂直分布特征、背景误差协方差、模式垂直分层以及各通道的雅克比函数和权重函数均有明显的差异,选出的敏感通道也明显不同,相比较在其他区域选择出的通道,在对应地区选择的通道能够显著提高红外高光谱资料的同化效果。 展开更多
关键词 通道选择 红外光谱大气探测 FY3D/HIRAS 卫星资料同化 CMA_GFS
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大气环境监测卫星紫外高光谱大气成分探测仪技术发展及应用 被引量:1
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作者 司福祺 周海金 +4 位作者 江宇 叶擎昊 袁牧野 赵敏杰 钱园园 《上海航天(中英文)》 CSCD 2023年第3期93-98,共6页
大气环境监测卫星是我国民用空间基础设施中长期发展规划中的科研卫星。本文介绍了搭载于该卫星的新一代紫外高光谱大气成分探测仪,通过发展紫外高光谱大幅宽高分辨超光谱成像技术,使紫外谱段高光谱大气观测空间分辨率提升一倍,大幅提... 大气环境监测卫星是我国民用空间基础设施中长期发展规划中的科研卫星。本文介绍了搭载于该卫星的新一代紫外高光谱大气成分探测仪,通过发展紫外高光谱大幅宽高分辨超光谱成像技术,使紫外谱段高光谱大气观测空间分辨率提升一倍,大幅提升气态污染物监测能力,取得良好的应用效果。 展开更多
关键词 大气遥感 大气环境监测卫星 紫外光谱大气成分探测 成像光谱 污染气体监测
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臭氧含量变化对星载红外高光谱探测仪亮度温度模拟的影响 被引量:1
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作者 官莉 刘薇 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2022年第5期1818-1824,共7页
本文以搭载在风云三号D星上的红外高光谱探测仪(High-Spectral Infrared Atmospheric Sounder,简称HIRAS)为例,评估了通用快速辐射传输模式RTTOV(版本12)中臭氧含量空间和季节变化对模拟的红外高光谱探测仪亮度温度的影响.分析2019—202... 本文以搭载在风云三号D星上的红外高光谱探测仪(High-Spectral Infrared Atmospheric Sounder,简称HIRAS)为例,评估了通用快速辐射传输模式RTTOV(版本12)中臭氧含量空间和季节变化对模拟的红外高光谱探测仪亮度温度的影响.分析2019—2020年AIRS反演的全球臭氧浓度分布发现:臭氧主要集中在平流层1~50 hPa的高度,有明显的纬度带分布和季节变化;赤道地区臭氧浓度高,两极地区臭氧浓度低,变化范围约8 mg/m^(3).同一地点臭氧浓度有较明显的季节变化,变化幅度在±3 mg/m^(3)之间.用RTTOV模拟的HIRAS亮度温度对臭氧浓度变化的强敏感区主要在中心波长9.8μm的臭氧强吸收带波段,引起的亮温差可以达到几K的量级,其余通道(尤其是窗区)对臭氧浓度变化不敏感.RTTOV中给出的臭氧浓度缺省值在中低纬度地区偏低,而在极区赋值则偏高,使得模拟的HIRAS臭氧吸收通道亮温值在极区偏高、赤道地区偏低.贴近真实分布的臭氧浓度反演值模拟的9.8μm的亮温比用缺省值模拟的亮温更接近观测值,观测O与模拟B差(O-B)的平均值在0 K附近,概率密度函数分布从偏度和峰度参数的角度都更符合正态分布,而臭氧浓度用缺省值模拟的亮温有明显的正偏差.建立了全球逐月臭氧浓度廓线数据库,垂直101层、水平分辨率1°×1°,提供给资料同化时作为臭氧廓线的输入. 展开更多
关键词 红外高光谱探测 辐射传输模式RTTOV 臭氧
原文传递
高光谱地物要素识别潜力分析与前景展望 被引量:1
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作者 余旭初 刘冰 薛志祥 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期1115-1125,共11页
近年来,人工智能方法在高光谱遥感领域得到了广泛应用,特别是基于深度学习的影像分析和信息提取技术已成为持久的热点,有力地推动了地物光谱探测的精细化和智能化水平。本文在分析地物要素光谱探测潜力与需求的基础上,系统地介绍和总结... 近年来,人工智能方法在高光谱遥感领域得到了广泛应用,特别是基于深度学习的影像分析和信息提取技术已成为持久的热点,有力地推动了地物光谱探测的精细化和智能化水平。本文在分析地物要素光谱探测潜力与需求的基础上,系统地介绍和总结了高光谱影像分析方面的进展,针对高光谱地物探测的智能化问题,重点讨论了近年来深度学习的新思路。首先,结合地形要素分类体系和高光谱探测能力,将高光谱地物要素划分为植被、土质、水域和人工建筑物4大类及若干子类,并分析4种地物要素的光谱响应特性和高光谱地物探测的优势。然后,在影像分析方面,重点梳理了波段选择、特征提取、模式分类和分类后处理等影像分析技术的研究进展,给出研究方向和热点;在智能化处理部分,按照监督学习、半监督学习及自监督学习的思路,系统总结了当前应用于高光谱地物探测的深层神经网络模型,同时分析了迁移学习、元学习等机器学习策略的研究情况。最后,结合上述分析,对高光谱影像地物探测的发展趋势加以展望,以期拓展下一步的研究思路。 展开更多
关键词 光谱地物探测 光谱影像分析 深度学习 半监督学习 自监督学习 元学习 迁移学习
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利用高光谱红外探测资料反演大气参数 被引量:10
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作者 吴雪宝 张凤英 朱元竞 《气象科技》 北大核心 2003年第4期201-205,共5页
文章介绍了红外高光谱的卫星探测技术以及利用现有的机载和星载高光谱资料的反演方法 。
关键词 光谱红外探测 特征向量 反演 大气参数
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波段最大筛选法及其在高光谱目标探测中的应用 被引量:7
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作者 王静荔 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期1514-1519,共6页
提出了一种面向目标探测的高光谱图像波段选择方法—波段最大筛选法(MBS),它将每个波段的图像看成一条波段向量,以两个最不相似的波段作为初始波段,每次从剩余波段中选取一个和已选波段最不相似的波段,通过对波段相似性阈值的合理调节,... 提出了一种面向目标探测的高光谱图像波段选择方法—波段最大筛选法(MBS),它将每个波段的图像看成一条波段向量,以两个最不相似的波段作为初始波段,每次从剩余波段中选取一个和已选波段最不相似的波段,通过对波段相似性阈值的合理调节,保证了目标探测算子在所选波段上探测效果最佳。为了验证MBS的有效性,对机载可见光/红外成像光谱仪(AVIRIS)获取的两幅真实高光谱图像进行了实验,结果表明,MBS选出的波段分别占据全部波段的15%和9%,从而使目标探测算子ACE和AMF在其上的探测性能有了明显改善。 展开更多
关键词 波段选择 光谱目标探测 波段最大筛选法 光谱相似性度量 ROC曲线
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静止轨道全谱段高光谱探测技术
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作者 陈龙 唐绍凡 李欢 《科技成果管理与研究》 2020年第3期83-84,共2页
地球同步轨道高光谱探测技术具有"图、谱、构、时"的独特优势,成为当前高光谱遥感领域重要发展方向.目前国内的研究主要集中在可见-短波红外的反射光谱波段,对全谱段光谱信息反演及定量化应用关注较少,国际上的模型与技术方... 地球同步轨道高光谱探测技术具有"图、谱、构、时"的独特优势,成为当前高光谱遥感领域重要发展方向.目前国内的研究主要集中在可见-短波红外的反射光谱波段,对全谱段光谱信息反演及定量化应用关注较少,国际上的模型与技术方法尚处于理论研究阶段,缺乏通用性和适用性分析. 展开更多
关键词 光谱遥感 光谱波段 地球同步轨道 短波红外 静止轨道 全谱段 理论研究阶段 高光谱探测
原文传递
基于形态学的两种高光谱目标探测改进算法 被引量:8
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作者 邓贤明 苗放 +1 位作者 翟涌光 孟庆凯 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期151-160,共10页
基于高光谱图像的目标探测主要利用高光谱图像具有连续光谱信息的优势,通过目标与背景的光谱信息差异进行探测,空间形态信息则很少使用。然而在一些光谱分析算法的基础上充分考虑图像像元之间的空间关系能够克服这些算法存在的不足。本... 基于高光谱图像的目标探测主要利用高光谱图像具有连续光谱信息的优势,通过目标与背景的光谱信息差异进行探测,空间形态信息则很少使用。然而在一些光谱分析算法的基础上充分考虑图像像元之间的空间关系能够克服这些算法存在的不足。本文针对约束能量最小化(CEM)算法采用全图信息估计背景信息、正交子空间投影(OSP)算法难以准确构造背景子空间的不足,引入目标的空间尺寸信息,然后通过形态学开运算滤掉可能存在的目标以此构造一个精确的背景,进而在统计精确背景信息的基础上使用OSP、CEM两种算法进行目标探测。最后本文采用三维受试者操作特性(3D ROC)曲线进行探测精度的评价,克服了传统2D ROC曲线评价探测精度的不足。实验结果表明,基于形态学的CEM和OSP算法有效地降低了虚警率,提升了探测效率。 展开更多
关键词 光谱目标探测 形态学 约束能量最小化 正交子空间投影 3D ROC
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风云四号A星红外高光谱大气垂直探测仪观测资料质量评估 被引量:1
15
作者 王雨润 官莉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期168-179,共12页
评估星载红外高光谱仪器观测资料的质量可以推进其在数值天气预报中的应用。使用2020年7月FY-4A红外高光谱干涉式大气垂直探测仪(Geostationary Interferometric Infrared Sounder,GIIRS)观测数据,分析GIIRS所有通道观测噪声随视场和纬... 评估星载红外高光谱仪器观测资料的质量可以推进其在数值天气预报中的应用。使用2020年7月FY-4A红外高光谱干涉式大气垂直探测仪(Geostationary Interferometric Infrared Sounder,GIIRS)观测数据,分析GIIRS所有通道观测噪声随视场和纬度的变化、偏差(观测亮温与辐射传输模式模拟亮温的差)随时间、视场、纬度和天顶角的分布来评估GIIRS观测资料质量。研究结果表明:波段727.5~733.8 cm^(-1)、1 107.5~1 130 cm^(-1)和1 650~1 776.9 cm^(-1)的观测噪声超出仪器灵敏度设计指标,且这些通道的偏差和偏差标准差明显大于其他通道;除了长波观测噪声大的通道外,其余通道噪声等效温差NEdT在32×4阵列上均呈“中间小,两边大”的特征,且NEdT的分布不随纬度带和FOR阵列而改变,在进行GIIRS资料同化或变分反演时,其观测误差只用考虑不同通道在32×4阵列内的NEdT分布;由于数值预报模式的地表温度在白天时值偏低,使得模拟辐射量偏低,造成偏差绝对值减小,使偏差有明显的日变化;中波通道偏差特征基本不随32×4面阵的列而改变,主要与阵列中的行有关,在中波通道进行偏差订正时可以针对32×4面阵中行开展,基本不需要纬度带和卫星天顶角的订正。 展开更多
关键词 红外光谱大气探测 噪声等效温差 偏差
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卫星用高光谱红外焦平面读出电路设计 被引量:1
16
作者 吴圣娟 胡彦博 +4 位作者 胡旭 洪建堂 李红福 马伊娜 邓蔚 《红外技术》 CSCD 北大核心 2020年第11期1081-1088,共8页
研制出一款高性能卫星用高光谱红外焦平面CMOS(complementary metal oxide semiconductor)读出电路ROIC(readout integrated circuit)芯片。读出电路设计包括任意行选择功能以及行增益单独调制功能,满足高光谱应用对读出电路提出的新要... 研制出一款高性能卫星用高光谱红外焦平面CMOS(complementary metal oxide semiconductor)读出电路ROIC(readout integrated circuit)芯片。读出电路设计包括任意行选择功能以及行增益单独调制功能,满足高光谱应用对读出电路提出的新要求。读出电路7档增益可选,适用于中波与短波碲镉汞HgCdTe(MCT)芯片;其他功能包括边积分边读出IWR(integration while reading),抗晕,串口功能控制以及全芯片电注入测试功能。读出电路采用0.35mm曝光缝合工艺,电源电压5 V,测试结果表现出良好的性能:在77 K条件下,全帧频可达450 Hz,功耗可调且典型值为300 mW。本文介绍了在读出电路设计的基本架构,提出设计中遇到的问题以及相应的解决方法,在文末给出了电路的测试结果。 展开更多
关键词 卫星用读出电路 高光谱探测 碲镉汞 行选择功能
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基于高光谱数据的气象卫星成像仪红外通道模拟仿真 被引量:2
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作者 刘清华 杨军 陆风 《气象科技》 2012年第5期698-706,共9页
采用基于光谱匹配的计算方法开展红外通道模拟仿真,该方法利用高光谱大气探测仪的实际观测数据来模拟气象卫星成像仪红外通道观测目标亮温。利用高光谱大气探测仪(IASI)的实际观测数据,进行了2010年2月14日12:57(UTC)、2010年2月15日00:... 采用基于光谱匹配的计算方法开展红外通道模拟仿真,该方法利用高光谱大气探测仪的实际观测数据来模拟气象卫星成像仪红外通道观测目标亮温。利用高光谱大气探测仪(IASI)的实际观测数据,进行了2010年2月14日12:57(UTC)、2010年2月15日00:57(UTC)、2010年5月2日12:57(UTC)MTSAT-1R卫星成像仪(JA-MI)红外通道的模拟仿真。结果显示:JAMI 4个红外通道的模拟亮温与观测亮温偏差平均值的绝对值都小于1K,模拟亮温与观测亮温的相关系数都大于0.93,表明这种基于高光谱数据的方法可用于气象卫星成像仪红外通道的模拟仿真。进而利用IASI的观测数据进行了2010年11月6个时刻FY-2E卫星成像仪(VISSR)红外通道的模拟仿真,并将通道模拟数据与GSICS定标的观测数据以及与业务定标的观测数据相比,结果表明:2010年11月期间,FY-2E卫星成像仪IR2、IR3、IR4通道的GSICS定标比业务定标有明显的改进。 展开更多
关键词 光谱大气探测 宽波段成像仪 光谱匹配 通道模拟
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基于跨平台红外高光谱观测的对流层三维风场测量
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作者 杨天杭 顾明剑 +3 位作者 胡秀清 吴春强 漆成莉 邵春沅 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1131-1137,共7页
精确的风场数据对提高数值天气预报准确性具有重要意义,对流层风是改进天气预报的要素之一。虽然利用气象卫星成像仪对连续云图追踪特征目标进行导风是一种有效的风场观测方法,且在区域和全球尺度上改善了数值天气预报,但仍存在风场高... 精确的风场数据对提高数值天气预报准确性具有重要意义,对流层风是改进天气预报的要素之一。虽然利用气象卫星成像仪对连续云图追踪特征目标进行导风是一种有效的风场观测方法,且在区域和全球尺度上改善了数值天气预报,但仍存在风场高度分配模糊问题而产生误差。星基红外高光谱探测仪具备大气温湿度廓线垂直探测能力,通过分析各个垂直分层内的大气参数运动得到三维风场,能够提升风场垂直高度的准确性,改进风场高度分配模糊问题。提出了利用跨平台极轨气象卫星FY-3D星红外高光谱大气探测仪HIRAS和NOAA-20星跨轨红外探测仪CrIS交叉观测对流层三维风场的创新方法,根据两仪器近重叠轨道星下点交叉观测辐射数据匹配水汽通道图像,通过稠密光流法分析目标运动变化并计算风场,对风矢量进行质量控制后同ERA-Interim再分析资料作定量化比较,分析风速均值绝对偏差、均方根误差和风向均值绝对偏差。分别对2019年2月20日UTC世界时00:00,06:00,12:00的HIRAS和CrIS交叉数据计算200,300,400,600,650和1000 hPa六组垂直高度风场,结果表明,风速范围的变化趋势与再分析资料表现一致,风速范围随高度降低而减小,高层对20 m·s^(-1)以上风速更敏感,地表附近测得风速集中在10 m·s^(-1)以内。风速均值绝对偏差多数小于3 m·s^(-1),最大不超过4 m·s^(-1),风速均方根误差多数小于3.5 m·s^(-1),最大不超过4.5 m·s^(-1),风向均值绝对偏差多数小于30°,最大不超过40°。风场误差主要来自仪器自身设计参数不同引入辐射数据的观测偏差,以及因数据空间分辨率不同导致在图像重投影处理过程中引入的定位偏差。 展开更多
关键词 红外光谱大气探测 对流层三维风场 水汽通道
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界面聚合法制备耐热型山梨醇水溶液微胶囊
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作者 张艳杰 赵珍 +3 位作者 张旭波 娄鸿飞 李巍 周雪琴 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期123-130,共8页
为获得具有植物叶片近红外精细反射光谱特征的伪装材料,采用界面聚合法制备山梨醇水溶液微胶囊。选择聚脲为壁材,设计了两步升温的包覆工艺,通过反应温度的优化得到了水分含量达50%以上的山梨醇水溶液微胶囊。扫描电子显微镜下观察到微... 为获得具有植物叶片近红外精细反射光谱特征的伪装材料,采用界面聚合法制备山梨醇水溶液微胶囊。选择聚脲为壁材,设计了两步升温的包覆工艺,通过反应温度的优化得到了水分含量达50%以上的山梨醇水溶液微胶囊。扫描电子显微镜下观察到微胶囊呈表面较为光滑的球形;紫外/可见/近红外分光光度计结果表明,微胶囊的反射光谱在1450 nm和1930 nm处呈现与绿色植被相似的水分吸收谷。微胶囊具有优良的水分保持能力,在25℃、相对湿度50%环境中放置96 h后水分含量变化率不超过3%;热重分析和差示扫描量热结果表明,微胶囊水分的流失起始温度超过200℃。该微胶囊轻质、水分含量高、耐热性强,制备工艺简单,与植物叶片近红外反射光谱匹配度高,在对抗高光谱探测技术领域具有良好应用前景。 展开更多
关键词 高光谱探测对抗 近红外伪装材料 绿色植被 反射光谱 微胶囊技术
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星载高光谱分辨率激光雷达大气气溶胶和云探测研究 被引量:4
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作者 胡建波 王雄 +9 位作者 赵少华 王中挺 杨巨鑫 戴光耀 谢缘 竹孝鹏 刘东 侯霞 刘继桥 陈卫标 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第18期1-10,共10页
为实现对全球气溶胶光学参数剖面的高精度测量,采用基于碘分子滤波器的高光谱分辨率探测技术。结合欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的大气再分析数据集(ERA5)的温度和压强数据,选取在轨期间途经撒哈拉沙漠和加拿大山火区域的星载高光谱分... 为实现对全球气溶胶光学参数剖面的高精度测量,采用基于碘分子滤波器的高光谱分辨率探测技术。结合欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的大气再分析数据集(ERA5)的温度和压强数据,选取在轨期间途经撒哈拉沙漠和加拿大山火区域的星载高光谱分辨率激光雷达(HSRL)的观测数据,对沙尘类气溶胶和烟尘类气溶胶的光学特性进行分析,包括气溶胶的后向散射系数、消光系数、退偏振比和雷达比。结果表明:撒哈拉沙漠地区近地面5km以内的气溶胶分布主要以沙尘类气溶胶为主,其退偏振比集中在0.2~0.4,雷达比数值集中在40~60sr;加拿大山火地区的气溶胶主要以烟尘类气溶胶为主,其退偏振比集中在0.02~0.15,雷达比在50~70sr范围。激光雷达特有的高光谱探测技术,在气溶胶和云的精细化探测和分类方面具有重要应用,将在环境监测中发挥重要作用。 展开更多
关键词 大气气溶胶 气溶胶光学参数 星载激光雷达 光谱分辨率探测技术
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